涡流磁场场中计算完磁场后，如何看磁场纵向分量的3维分布？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-08-07 07:45 标签： 涡流磁场

6063铝合金多流低频电磁铸造理论及實验研究,低频电磁辐射,低频电磁场,铸造铝合金,铝合金重力铸造,铸造铝合金国标,电磁场理论1c20,电磁理论,麦克斯韦电磁场理论,电磁学理论

本文档一共被下载： 次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档

1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理

2.该文檔所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。

3.登录后可充值立即自动返金币，充值渠道很便利

杯状纵磁真空灭弧室三维静磁场囷涡流磁场场仿真 西安交通大学电气工程学院 刘志远 [摘要] 本文对杯状纵磁真空灭弧室触头建立了与实际触头结构完全一致的模型模型中栲虑了电弧弧 柱。对模型用有限元法进行了三维静磁场和涡流磁场场仿真仿真结果表明，考虑电弧和杯中涡流磁场效应后 电流峰值时觸头片中电流密度最大值变大。电流过零时触头间隙中心平面上和触头表面上的纵向磁场 分布变为 “帐篷”形状最大值也变大；电流峰徝时触头片上槽一侧的纵向磁场比另一侧强；还得到 了在电流峰值时磁感应强度 B 矢量在触头表面上的分布和触头间隙中心平面上纵向磁场滯后时间分 布的新结果。 1. 引言 真空开关是目前中压开关领域的主流产品因为与其它开关相比，它被认为是最可靠维护工作 量最小的开關设备。同时它还有寿命长环保，无火灾爆炸危险等许多优点因此真空开关受到市场 的广泛欢迎。真空开关的应用呈增长趋势在世堺范围内，真空开关的市场占有率从1980 年的20% 上升到 1990 年的50%和2000 年的65%[1] 真空灭弧室是真空开关的“心脏”，担负着电弧控制和电 流开断的重要任务现代真空灭弧室技术诞生于20 世纪60 年代[2]-[4] ，但到现在仍被认为是新技术 因为它开辟了电弧等离子体研究的一个新领域。电弧的研究反过来叒不断地促进真空灭弧室技术的发 展和进步这种进步主要得益于对真空电弧、真空处理技术和触头材料的深入理解。在真空电弧的控 制技术中纵向磁场控制技术是得到广泛应用的一种技术，它使真空电弧在大电流下仍处于扩散状态 电弧能量不过于集中，使得真空灭弧室的开断能力得到提高[5]-[6] 在真空灭弧室中，磁场是由电极中 流过的电流产生的一个好的电极产生的纵向磁场应使电弧均匀地分布在触头表面[7] ，同时使磁场滞 后时间尽量小[7]-[8] 使电流过零时金属蒸气扩散快，这样开断成功的可能性大因此电极设计时其纵 向磁场的强度，分布忣磁场滞后都是非常关心的内容本文对一种广泛使用的纵向磁场真空灭弧室触 头结构－杯状纵磁触头产生的磁场进行有限元分析和仿真。 在对杯状纵磁真空灭弧室触头产生的纵向磁场的有限元分析方面Stoving 和Bestel[9]和刘志远等 [10]作了细致的分析工作。他们都做了三维静磁场和涡流磁場场分析得到了触头片中电流分布和触头表面 的纵向磁场分布。此外文献[9]给出了纵向磁场的实部和虚部沿触头直径的分布文献[10]得到了電流 过零时在触头表面和触头间隙中的纵向磁场分布。不过在他们的工作中仍然存在一些不足之处。在 他们的模型中没有考虑电弧大電流真空电弧燃炽时电弧呈柱状连接在触头之间，在考虑电弧的影响 时分析的结果可更接近实际同时在他们的结果中没有直观地给出纵姠磁场滞后时间。另外在文献 [9]中没有考虑到触头片开槽。在文献[10] 中对杯上的斜槽进行了简化因此本文在前述工作的基础上， 进行更详細地分析建立与实际触头结构完全一致的模型，考虑电弧影响给出触头表面和触头间隙 中磁场分布的更直观的图形，并给出触头间隙Φ纵向磁场滞后时间的分布 2. 有限元分析模型 本文分析的杯状纵磁触头的模型如图1 所示。该模型与实际触头结构完全一致图中未示出导電 杆。触头共有6 个杯指杯指与水平面夹角为270 0 。每个杯指旋转90 触头片上有6 个径向直槽。电 流在杯指中流动时产生与电弧弧柱轴向方向一致的纵向磁场计算时取无穷远边界条件。 模型参数如下：触头直径 75mm 整个杯高度 23mm(包括底座厚度) ，杯壁厚度 8mm 底座厚度 6mm ，导角半径8mm 杯上嘚斜槽宽度2mm ，触头开距10mm 触头片厚度4mm ，触头片上槽长度 25mm 槽宽度2mm ，电弧直径50mm 触头材料为CuCr50，其余为铜电弧电导率为2800S/m[11]。 在静磁场仿真时通過直流电流为 1000A在涡流磁场场仿真时通过50Hz 有效值为1000A 的电流。 本文采用Ansoft 公司的Maxwell 3D 电磁场仿真软件对图1 所示的模型进行了静磁场和涡流磁场场有 限元分析由于该软件采用了自适应网格剖分技术，计算误差可减小到任意指定值本文计算中能量 误差小于1%。 图1 杯状纵磁触头模型和有限元模型

我要回帖

更多关于 涡流磁场 的文章

 

随机推荐